필름 커패시터란?
필름 커패시터는 플라스틱 필름을 유도체로 사용하는 커패시터를 말합니다. 그 기술적 뿌리는 19세기 후반에 발명된 종이 커패시터로 거슬러 올라갑니다. 종이 커패시터는 알루미늄 호일에 기름이나 파라핀 종이를 끼워 롤 형태로 감아 넣습니다.
종이에 직접 금속을 증착하여 감은 타입을 MP(메탈라이즈드 페이퍼) 커패시터라고 한다. 필름 커패시터는 이러한 기술을 바탕으로 1930년대에 개발되었습니다.
필름 커패시터는 내부 전극의 구조에 따라 호일 전극형과 증착 전극형(금속화 필름형)으로 나뉘며, 구조의 차이에 따라 권취형과 적층형, 유도형과 무유도형으로 나뉩니다.
필름 커패시터의 사용 용도
필름 커패시터는 민생용품부터 산업기기까지 다양한 제품에 사용됩니다. 민생용품의 예로는 냉장고 등 가전제품과 내비게이션, 카 오디오, ETC 등 차량 내 탑재 전자기기 등이 있습니다. 산업기기의 예로는 파워 일렉트로닉스 기기 등에 사용됩니다.
필름 커패시터는 절연 저항이 강하고 안전성이 높다는 특징이 있습니다. 또한, 무극성 및 고주파 특성이 우수하고, 온도 특성도 우수합니다. 또한, 정전 용량을 고정밀도로 대응할 수 있고 수명이 깁니다.
그러나 필름 커패시터는 적층 세라믹 칩 커패시터에 비해 크기가 커집니다. 따라서 세라믹 커패시터로 커버할 수 없는 전압 및 용량 영역이나 고성능, 고정밀 위기에 사용되는 경향이 있습니다.
필름 커패시터의 원리
커패시터는 원래 전기를 저장하거나 방출하는 전자 부품입니다. 마주보는 전도체 사이에 전압을 가하면 그 사이에 끼어있는 절연체 또는 공간에 정전기 유도 작용이 일어납니다. 정전기 유도 작용에 의해 절연체에 유전체 분극이 발생해 충전됩니다.
그 유도체에 필름을 사용한 것이 필름 커패시터입니다. 필름 커패시터는 내부 전극의 구성과 구조의 차이에 따라 몇 가지로 나뉩니다.
1. 호일 전극형 필름 커패시터
내부 전극이 되는 금속박에 플라스틱 필름을 겹겹이 감은 권취형 필름 커패시터입니다. 금속박의 재질은 알루미늄, 주석, 구리 등을 사용합니다.
호일 전극형 필름 커패시터는 유도형과 무유도형이 있습니다. 유도형의 경우 내부 전극에 리드선을 부착하여 권취하는 반면, 무유도형은 단면에 리드선 또는 단자 전극을 부착합니다. 무유도형은 유도형에 비해 인덕턴스 성분을 작게 할 수 있어 고주파 특성이 우수합니다.
2. 증착 전극형 필름 커패시터
플라스틱 필름에 금속을 증착하여 내부 전극을 만드는 타입의 필름 커패시터입니다. 금속 재료로는 알루미늄이나 아연을 사용합니다. 증착막은 매우 얇기 때문에 호일 전극형 필름 커패시터보다 소형화가 가능합니다.
필름 커패시터의 기타 정보
1. 필름 커패시터의 극성
필름 커패시터에는 극성이 없습니다. 즉, 필름 커패시터는 무극성 커패시터입니다. 고정 커패시터는 무극성 커패시터와 극성 커패시터 두 종류가 있습니다.
- 무극성 커패시터
단자에 양극과 음극의 구분이 없는 커패시터가 무극성 커패시터입니다. 어느 쪽 단자가 양수이든 상관없습니다. 단자에 가해지는 전압의 극성이 조절되지 않습니다. 무극성 커패시터라면 교류 회로에서도 직접 사용할 수 있습니다.필름 커패시터는 무극성 커패시터의 주류 중 하나입니다. 무극성 커패시터에는 세라믹 커패시터, 종이 커패시터, 운모 커패시터, 공기 커패시터 등이 있습니다.
- 극성 커패시터
두 단자 중 어느 쪽이 양극이 될지 정해져 있는 커패시터가 유극성 커패시터입니다. 단자의 극성을 잘못 사용하면 커패시터가 파손될 수 있습니다.
2. 필름 커패시터와 오디오
오디오 기기는 소리를 원하는 대로 만들기 위해 직접 제작하거나 커스터마이징을 할 수 있습니다. 음질을 좌우하는 요소는 여러 가지가 있지만, 사용 부품도 음질을 좌우합니다. 커패시터는 그 부품 중 하나입니다.
오디오 앰프에 사용되는 커패시터에 요구되는 특성은 다음과 같습니다.
- 고주파 특성이 좋을 것
- 고조파 왜곡이 적을 것
- 소위 말하는 울림이 적을 것
필름 커패시터는 전해 커패시터에 비해 위의 특성에 대해 우수합니다. 음질에 있어서도 전해 커패시터에 비해 필름 커패시터가 음의 투명도나 해상력이 우수합니다.